呼吸样牵张肺芯片的烟雾损伤与表面活性物质比较
在气–液界面及模拟呼吸条件下比较烟雾暴露后的屏障、炎症和损伤，并观察肺表面活性物质干预。
用途与模型
- 研究用途
- 支持慢性阻塞性肺疾病相关候选干预研究，判断暴露方式、牵张和免疫组成对体外药物评价终点的影响。
- 模型与细胞来源
- 原代来源的永生化人肺泡上皮细胞系 AXiAECs、人肺微血管内皮细胞；三细胞体系分别加入血源单核细胞分化的巨噬细胞或 THP-1 来源巨噬细胞样细胞。
- 方法版本
- 2025 年 CFAX12/AX12 人源肺泡单培养与双、三细胞体系
- 实验形式
- 肺泡上皮位于膜的气体接触侧、内皮位于另一侧；比较静态/周期性牵张、液体提取物/整体烟雾及共培养组成。
材料与平台
- 模型与对照
- AX12 肺芯片、整体烟雾暴露系统、无烟控制空气；上皮单培养、上皮/内皮双细胞及两种三细胞体系。
- 保护性干预
- 猪源肺表面活性物质 Curosurf（poractant-alpha）；该部分采用 THP-1 来源三细胞模型，设有无表面活性物质及有无烟雾的比较。
测量指标与分析
- 跨屏障电阻及细胞连接成像
- LDH 释放反映的细胞损伤
- ROS 相关 DCFDA 荧光
- IL-8 分泌及 IL8 等基因表达
屏障功能、细胞损伤、ROS 相关信号与炎症分别分析；实验轮次、孔数及技术重复分开，不以分泌改善代替屏障恢复。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较静态气–液界面与动态牵张下整体烟雾暴露的时间反应，并与无烟空气对照。
- 测试范围
- Figure5 TER 为 3 轮实验、每时点 14–16 孔；LDH 为 3 轮每时点 6 孔；ROS 为 2 轮每条件 4 孔，指标设计不完全相同。
- 参照体系
- 同装置无烟空气对照、静态/动态条件；液体烟雾提取物另作独立形式比较。
- 研究结果
- 整体烟雾下动态模型 4 小时出现 TER 下降，静态模型主要在 24 及 48 小时下降；动态 48 小时 LDH 增加，静态未见同样明显变化。
适用条件与研究局限
- 观察急性暴露，不是慢性 COPD 完整进程。
- N 为实验轮次、n 为孔数，不等于独立供者。
- 液体提取物与整体烟雾的成分及接触方式不同。
实验条件比较
- 研究设计
- 在动态 THP-1 来源三细胞模型中比较表面活性物质对烟雾反应的影响。
- 测试范围
- Figure7 IL-8 分泌为 2 轮、每条件 6 孔；基因分析 2 轮、每条件 3 孔。ELISA 技术重复不另算独立样本。
- 参照体系
- 有/无 Curosurf、有/无烟雾；动态培养与静态气–液界面条件分别比较。
- 研究结果
- 动态条件的 IL-8 分泌及 IL8 表达降低；TER 未恢复，细胞毒性未完全纠正。静态 IL-8 分泌仅轻微、未显著改善。
适用条件与研究局限
- 炎症指标改善的同时，屏障电阻仍然下降。
- THP-1 来源结果不能自动代表所有肺泡巨噬细胞供者。
- 未与患者疗效或多实验室结果进行统一验证。
来源与原文
- A next-generation system for smoke inhalation integrated with a breathing lung-on-chip to model human lung responses to cigarette exposure原始研究 · Scientific Reports · 2025-05-25